AMD의 7800X3D 및 7950X3D는 게임용 CPU 에서 최고의 자리를 차지하고 있습니다. 이는 코어 수가 많거나 클럭 속도가 가장 높기 때문이 아니라 캐시가 가장 많기 때문입니다. 그런데 CPU 캐시란 무엇일까요? 칩 자체에 내장된 소량의 초고속 고속 액세스 메모리로, 작업에 필요한 데이터를 엄청난 속도로 얻을 수 있도록 도와줍니다.
그러나 반환은 선형적이지 않습니다. 7950X3D가 모든 코어에 추가 캐시를 갖고 있지 않은 이유가 있습니다. 실제로, 게임 성능을 높이는 데 도움이 되더라도 사용할 추가 캐시가 많으면 몇 가지 단점이 있습니다. CPU 캐시에 대해 알아야 할 모든 것이 여기에 있습니다.
CPU 캐시란 무엇입니까?
캐시는 개별 코어에 통합되거나 일부 또는 전체 코어 간에 공유되는 CPU 자체 내에 있는 메모리의 양입니다. 이는 PC에서 작업을 수행할 때마다 CPU가 시스템 RAM에서 정보를 가져올 필요가 없도록 프로세서에 직접 존재하는 작은 전용 메모리입니다. 모든 프로세서에는 소량의 캐시가 있습니다. 소형 CPU는 아마도 몇 킬로바이트에 불과한 반면 대형 CPU는 수 메가바이트 상당의 캐시를 가질 수 있습니다.
하지만 이미 빠른 SSD 스토리지와 더 빠른 RAM이 있는데 캐시가 필요한 이유는 무엇입니까? 그것은 성능에 관한 것입니다. 1990년대에는 RAM 속도가 CPU 요구 사항을 충족하지 못해 CPU 설계자에게 문제가 되었습니다. 해결책은 칩 자체에 로컬 캐시를 추가하는 것이었습니다.
캐시는 RAM에 비해 용량이 제한되어 있지만 빠른 속도가 이를 보완합니다. 유일한 단점은 메모리를 작은 칩에 담는 데 비용이 많이 들기 때문에 일반적으로 대량으로 사용되지 않는다는 것입니다. 그러나 3D V-Cache를 통해 AMD는 이를 작동시킬 수 있는 방법을 찾았고 이제 이를 보여줄 수 있는 더 높은 성능의 게임 칩을 갖게 되었습니다.
캐시는 어떻게 작동하나요? L1, L2, L3 설명
캐시의 주류 채택으로 인해 캐시가 맨 위에, RAM이 중간에, 스토리지가 맨 아래에 있는 메모리 계층 구조에 도달할 때까지 캐시와 RAM이 더욱 미묘한 방식으로 구현되었습니다. 이러한 계층형 접근 방식을 사용하면 CPU의 중요한 데이터가 물리적으로 프로세서에 더 가까워지므로 대기 시간이 줄어들고 PC가 빠른 느낌을 받는 데 도움이 됩니다.
캐시에는 L1, L2 및 L3 캐시로 분할되는 자체 계층 구조 또는 캐시 수준이 있습니다. 이것들은 모든 종류의 캐시이지만 약간 다른 기능을 수행합니다.
L1 캐시는 캐시의 첫 번째 수준이자 가장 작으며 일반적으로 L1 명령어(L1i)와 L1 데이터(L1d)로 나뉩니다. CPU 내의 각 코어에는 일반적으로 크기가 몇 킬로바이트에 불과한 독점적인 L1 캐시 청크가 있습니다. L1 캐시에 저장된 데이터 종류는 CPU가 방금 사용했거나 곧 사용할 것으로 예상되는 데이터입니다. CPU에 L1 캐시에 없는 데이터가 필요한 경우 다음 레벨인 L2로 이동합니다.
L1 캐시와 마찬가지로 L2 캐시도 단일 CPU 코어에만 사용되는 경우가 많지만 일부 CPU에서는 여러 코어 간에 공유됩니다. 그것은 또한 훨씬 더 큽니다. 예를 들어 Core i9-12900K의 각 P 코어에는 80KB의 L1 캐시와 1.25MB의 L2 캐시가 있으며 이는 거의 16배입니다. 그러나 캐시가 클수록 대기 시간이 길어지므로 CPU 코어와 캐시 간에 통신이 발생하는 데 더 많은 시간이 걸립니다. CPU가 마이크로초 또는 나노초 단위로 작업을 수행하려는 경우 L2 캐시의 대기 시간이 약간 더 길어지는 것이 중요합니다. CPU가 L2 캐시 내에서 요청한 데이터를 찾을 수 없으면 다음 레벨인 L3에 묻습니다.
L3 캐시는 큰 문제입니다. CPU 내의 일부 또는 모든 코어 간에 공유되며 크기가 큽니다. 예를 들어 7950X3D에는 볼트로 고정된 3D V-캐시와 함께 128MB의 L3 캐시가 있지만 L2 캐시는 16MB 만 있습니다. L3 캐시의 대기 시간은 L2보다 훨씬 더 나쁩니다. 그러나 CPU가 RAM에 필요한 데이터를 요청할 필요가 없도록 하려면 큰 L3 캐시를 보유하는 것이 정말 중요합니다. 스토리지를 제외하면 RAM은 메모리 계층 구조에서 속도와 대기 시간이 가장 좋지 않으며 CPU가 필요한 데이터를 위해 RAM에 액세스해야 할 때마다 모든 것이 중단될 수 있습니다.
일부 CPU에는 L4 캐시도 있지만 일반적으로 CPU 패키지에 있는 RAM으로 작동합니다. Broadwell 아키텍처를 기반으로 한 Intel 최초의 14nm CPU 중 일부에는 128MB의 내장 DRAM이 포함되어 있었고, 이 회사의 Sapphire Rapids 서버 CPU에는 추가 캐시 수준처럼 사용되는 HBM2가 함께 제공될 수 있습니다.
게임에 CPU 캐시가 중요합니까?
CPU 캐시는 게임에 큰 차이를 만듭니다 . 단일 스레드 성능, IPC(클럭당 명령) 및 클럭 속도는 전통적으로 게임 성능에서 가장 중요한 요소로 알려져 있지만, AMD와 AMD 간의 경쟁에서 캐시가 아마도 가장 중요한 요소라는 것은 분명해졌습니다. 인텔 .
캐시는 오늘날 게임이 설계되는 방식 때문에 게임에 매우 중요합니다. 현대 게임에는 무작위성이 많습니다. 즉, CPU는 계속해서 간단한 명령을 실행해야 합니다. 캐시가 충분하지 않으면 명령이 쌓여 병목 현상이 발생하므로 그래픽 카드가 CPU를 기다려야 합니다. 아래 게임의 CPU 성능 그래프에서 AMD의 3D V-Cache 기술이 얼마나 큰 차이를 만드는지 예를 확인할 수 있습니다.
최근 몇 년 동안 게임용 캐시가 늘어나는 경향이 나타났습니다. AMD는 수년간 CPU 캐시 수량을 늘려 왔으며 Ryzen 7 5800X3D 및 Ryzen 7000 세대의 후속 제품의 3D V-캐시 기술을 통해 두 배로 늘렸습니다.
Intel은 AMD를 따라잡기 위해 노력해 왔으며 최신 세대 CPU에는 이전보다 더 많은 캐시가 탑재되어 게임에서 경쟁력을 유지하는 데 도움이 되었습니다. 향후 몇 년 동안 캐시 양이 계속 증가하여 게임 성능 한계가 더욱 높아질 것으로 보입니다.